Le rapport de dérivation (BPR) est un terme utilisé pour exprimer le rapport entre la quantité d’air circulant à travers le ventilateur de dérivation et autour du noyau d’un moteur à réaction moderne et celle qui passe à travers le noyau. Dans les premiers moteurs à réaction, la majorité de l’air passant dans l’entrée du moteur était utilisée dans le processus de combustion et passait à travers le noyau du moteur pour sortir à l’échappement du moteur. Bien que ces premiers moteurs d’avion produisaient une poussée suffisante, ils brûlaient beaucoup de carburant, produisaient des émissions excessives et étaient très bruyants. Les progrès de la technologie de propulsion par turbine et la pression constante pour produire des centrales aéronautiques plus silencieuses, plus propres et plus économes en carburant ont conduit au développement de moteurs avec des rapports de contournement beaucoup plus élevés. La dernière génération de moteurs à réaction à partir de 2011 a des rapports de retour aussi élevés que huit pour un, ce qui les rend silencieux, propres et beaucoup plus efficaces.
En termes très basiques, la centrale à turbine moyenne, ou moteur à réaction comme on les appelle plus communément, se compose de deux sections principales, ou étages, interconnectées par un arbre central. Ces deux tronçons sont logés dans un tube fermé, et sont constitués d’un ensemble d’aubes de compresseur à l’avant du moteur et d’un ensemble d’aubes de turbine à l’arrière. La zone entre les deux sections est utilisée comme chambre de combustion. Les deux extrémités du tube sont ouvertes sur l’atmosphère extérieure, l’extrémité avant ou avant servant d’entrée et l’ouverture arrière comme échappement.
Lorsque le moteur tourne, l’air entrant dans l’admission est comprimé par l’étage du compresseur et forcé dans la chambre de combustion. Là, l’air comprimé est mélangé avec du carburant atomisé et enflammé. Le gaz en expansion rapide passe ensuite au-dessus et fait tourner l’étage de turbine avant de sortir à l’échappement. Ce gaz chaud fournit un pourcentage de la poussée du moteur et, du fait que la turbine et le compresseur sont interconnectés, soutient tout le cycle. Dans les moteurs à réaction plus anciens, une proportion élevée de l’air entrant dans le moteur était utilisée dans ce processus, la majorité de la poussée totale du moteur étant développée par les gaz d’échappement.
Bien que ce système fonctionne bien, il présente plusieurs inconvénients, tels qu’une consommation de carburant élevée, de grandes quantités d’émissions produites par les moteurs et un bruit excessif. La montée en flèche des coûts de carburant et la sensibilisation croissante à l’environnement, ainsi que la pression pour réduire les niveaux de bruit autour des aéroports, ont finalement conduit au développement de ce que l’on appelle maintenant le moteur à contournement élevé. Ces moteurs présentent toujours la même structure de base que les anciennes variétés, mais ont un très grand ventilateur de premier étage enfermé dans une nacelle qui entoure le noyau. Lorsque ces moteurs fonctionnent, la majorité de l’air qui passe dans l’admission contourne complètement le noyau.
Cela présente un certain nombre d’avantages importants. Le premier est la consommation de carburant, la forte augmentation de la poussée de dérivation réduisant la quantité de poussée requise par le processus de combustion du cœur central. Le second est la réduction du bruit causée par la pression d’échappement plus basse et l’effet étouffant de l’air de dérivation passant par l’échappement. L’air de dérivation refroidit également le moteur, permettant une combustion plus complète du carburant avec des réductions d’émissions proportionnées.
Depuis 2011, les moteurs modernes à taux de dilution élevé présentent des rapports jusqu’à 10 fois plus élevés que les premiers types. Un Pratt & Whitney JT 8D sur un vieux Boeing 737–200 avait un taux de contournement de 0.96 pour un. Une Rolls Royce Trent 900 sur le nouvel Airbus A380 ou Boeing 777 a un ratio de 8.7 pour un. Cela signifie que près de neuf fois plus d’air circule autour du moteur qu’à travers le noyau. La seule fois où les moteurs à faible taux de contournement sont supérieurs, c’est dans les applications de vol supersonique. Un bon exemple sont les moteurs du Concorde, qui présentaient un rapport de contournement de zéro à un avec tout l’air d’admission allant directement dans la voie rouge.